Semnal digital și analogic: care sunt asemănările și diferențele, avantajele și dezavantajele?

Atunci când aveți de-a face cu transmisiuni de televiziune și radio, precum și forme moderne de comunicare, foarte des întâlniți termeni precum "Semnal analogic" și "Semnal digital". Pentru experți, nu există niciun secret în aceste cuvinte, dar pentru persoanele care nu știu, diferența dintre „cifră” și „analog” poate fi complet necunoscută. Și totuși, există o diferență foarte semnificativă.

Când vorbim despre un semnal, de obicei, ne referim la oscilații electromagnetice care induc EMF și provoacă fluctuații de curent în antena receptorului. Pe baza acestor vibrații, dispozitivul receptor - televizor, radio, walkie-talkie sau telefon mobil - alcătuiește „ideea” despre ce imagine trebuie afișată (dacă există un semnal video) și ce sunete ar trebui să însoțească acest semnal video.

În orice caz, semnalul unei stații de radio sau al unui turn de comunicații mobile poate apărea atât în ​​format digital, cât și în analog. La urma urmei, de exemplu, sunetul în sine este un semnal analogic. La o stație radio, sunetul perceput de microfon este transformat în undele electromagnetice deja menționate. Cu cât este mai mare frecvența sunetului, cu atât este mai mare frecvența oscilațiilor la ieșire și cu cât vorbește mai tare difuzorul, cu atât este mai mare amplitudinea.

Undele electromagnetice rezultate, sau undele, se propagă în spațiu folosind o antenă de transmisie. Pentru ca aerul să nu fie înfundat cu zgomot de frecvență joasă și astfel încât diferite stații radio să aibă posibilitatea de a lucra în paralel, fără a interfera între ele, vibrațiile rezultate din influența sunetului sunt însumate, adică „suprapuse” la alte vibrații cu frecvență constantă. Ultima frecvență este denumită „purtător” și tocmai pe percepția sa ne acordăm receptorul radio pentru a „prinde” semnalul analog al stației radio.

Procesul invers are loc în receptor: frecvența purtătorului este separată, iar undele electromagnetice primite de antenă sunt transformate în unde sonore, iar vocea familiară a difuzorului este auzită din difuzor.

În procesul de transmitere a unui semnal audio de la o stație de radio la un receptor, orice se poate întâmpla. Poate să apară interferențe ale unei terțe părți, frecvența și amplitudinea se pot schimba, ceea ce va afecta desigur sunetele emise de radio. În cele din urmă, transmițătorul și receptorul introduc ei înșiși unele erori în timpul conversiei semnalului. Prin urmare, sunetul reprodus de un receptor radio analog are întotdeauna o anumită distorsiune. Vocea poate fi reprodusă pe deplin, în ciuda schimbărilor, dar fundalul va fi șuier sau chiar un fel de șuierături cauzate de interferențe. Cu cât recepția este mai puțin sigură, cu atât vor fi mai puternice și mai distincte aceste efecte de zgomot extern.

În plus, semnalul analog terestru are un grad foarte redus de protecție împotriva accesului neautorizat. Pentru posturile de radio publice, acest lucru, desigur, nu contează. Însă, în timp ce utilizați primele telefoane mobile, a existat un moment neplăcut legat de faptul că aproape orice receptor radio extern ar putea fi ușor reglat pe unda dorită pentru a ascunde în conversația telefonică.

Radiodifuziunea analogică are astfel de dezavantaje. Din cauza lor, de exemplu, televiziunea în viitorul apropiat promite să devină complet digitală.

Comunicările și transmisiile digitale sunt considerate mai protejate de interferențe și influențe externe. Chestia este că atunci când folosiți „numerele”, semnalul analog de la microfonul de la stația de transmitere este criptat într-un cod digital. Nu, desigur, fluxul de numere și numere nu se extinde în spațiul din jur. Doar un sunet de o anumită frecvență și volum i se atribuie un cod din impulsurile radio. Durata și frecvența impulsurilor sunt predeterminate - este aceeași atât pentru emițător, cât și pentru receptor.Prezența unui impuls corespunde unității, absenței la zero. Prin urmare, o astfel de conexiune a fost numită „digitală”.

Se numește un dispozitiv care transformă un semnal analogic într-un cod digital convertor analog-digital (ADC). Iar dispozitivul instalat în receptor și care transformă codul într-un semnal analogic, corespunzător vocii prietenului tău în dinamica unui telefon mobil GSM, este numit convertor digital-analog (DAC).

Erorile și denaturarea sunt practic eliminate în timpul transmiterii unui semnal digital. Dacă impulsul devine puțin mai puternic, mai lung sau invers, atunci sistemul va fi în continuare recunoscut ca unitate. Și zero va rămâne zero, chiar dacă la locul său apare un semnal slab aleatoriu. Nu există alte valori pentru ADC și DAC, cum ar fi 0,2 sau 0,9 - doar zero și una. Prin urmare, interferența cu comunicațiile și transmisia digitală nu are aproape niciun efect.

Mai mult, „figura” este, de asemenea, mai protejată de accesul neautorizat. Într-adevăr, pentru ca DAC-ul dispozitivului să poată decripta semnalul, este necesar ca „să știe” codul de decriptare. ADC împreună cu semnalul pot transmite, de asemenea, adresa digitală a dispozitivului selectat ca receptor. Astfel, chiar dacă semnalul radio este interceptat, acesta nu poate fi recunoscut din cauza absenței a cel puțin unei părți a codului. Acest lucru este valabil mai ales. pentru celulare mobile.

Deci, aici diferențele dintre semnalele digitale și cele analogice:

1) Un semnal analogic poate fi distorsionat de zgomot, iar un semnal digital poate fi înfundat cu zgomot sau poate veni fără distorsiuni. Semnalul digital este definitiv sau absent complet (fie zero, fie unul).

2) Un semnal analogic este disponibil pentru percepție de către toate dispozitivele care operează pe același principiu ca emițătorul. Semnalul digital este protejat în mod fiabil de un cod, este dificil să îl interceptezi dacă nu este destinat pentru tine.